柠檬酸

• 常用名: 柠檬酸
• 英文名: Citric Acid
• CAS号: 77-92-9
• 分子量: 192.124
• 密度: 1.8±0.1 g/cm3
• 沸点: 309.6±42.0 °C at 760 mmHg
• 分子式: C₆H₈O₇
• 熔点: 153-159 °C(lit.)
• 闪点: 155.2±24.4 °C
• 符号: GHS07
• 信号词: Warning

柠檬酸用途

Citric acid是柑橘类水果中发现的弱有机三羧酸。柠檬酸是天然防腐剂和食品添加剂。

柠檬酸名称

• 中文名: 柠檬酸
• 英文名: citric acid
• 中文别名: 3-羟基-3-羧基戊二酸 | 枸杞酸 | 无水柠檬酸 | 3-羟基-3-羧基-1,5-戊二酸 | 2-羟基丙三羧酸 | 枸橼酸 | 枸椽酸 | β-羟基丙三羧酸

柠檬酸生物活性

• 描述: Citric acid是柑橘类水果中发现的弱有机三羧酸。柠檬酸是天然防腐剂和食品添加剂。
• 相关类别:
  信号通路 >> 细胞凋亡 >> 细胞凋亡
  研究领域 >> 炎症/免疫
  天然产物 >> 酸和醛
  研究领域 >> 癌症
  研究领域 >> 心血管疾病
  研究领域 >> 代谢疾病
• 靶点:

  Human Endogenous Metabolite

• 体外研究: 柠檬酸通过人角质形成细胞系HaCaT中的线粒体途径诱导细胞凋亡。它以剂量依赖的方式抑制HaCaT细胞的增殖,但也在G2/M期(24小时前)和S期(24小时后)诱导细胞凋亡和细胞周期停滞[1]。
• 体内研究: 柠檬酸作为氧化代谢中的中间物质存在于所有动物组织中。柠檬酸(1-2g/kg)的施用减弱了LPS诱导的脑MDA,亚硝酸盐,TNF-α,GPx和PON1活性的升高。在肝脏中,亚硝酸盐减少1g/kg柠檬酸。柠檬酸(1-2克/千克)可降低脑脂质过氧化和炎症,肝损伤和DNA片段化[2]。柠檬酸补充剂仅在喂食1％Ca饮食的大鼠中增加肠钙和磷的吸收和保留/摄入比率。柠檬酸补充与富含钙的饮食一起可以增加骨骼中钙和磷的保留。因此,长期服用柠檬酸钙补充剂可能有助于增加骨矿物质浓度[3]。在1型糖尿病动物模型中,口服柠檬酸可改善酮症并防止糖尿病并发症的发生[4]。
• 细胞实验: 用不同浓度的柠檬酸（2.5,5,7.5,10,12.5mM）处理HaCaT细胞24小时; 0.5％DMSO（载体）用作对照。然后将细胞以1000×g离心5分钟，并将细胞沉淀用0.5mL含有5μg/ mL PI的磷酸盐缓冲盐水（PBS）溶解，并使用流式细胞仪测定活细胞用于测定活细胞[1] ]。
• 动物实验: 大鼠：诱导大鼠患糖尿病并随机分成未治疗的糖尿病组和两个治疗的糖尿病组，在饮用水中接受柠檬酸（2g / L）或胰岛素治疗。胰岛素治疗的大鼠每周三次接受3IU的中性鱼精蛋白Hagedorn胰岛素。在胰岛素注射后两天从尾静脉获得空腹（12小时）血样用于测量血糖，HbA1c和酮体[4]。 [2]小鼠：柠檬酸在无菌生理盐水中制备。将小鼠随机分成5个相等的组（每组6只小鼠）。用0.2mL：无菌生理盐水（组1）或1,2和4g / kg剂量的柠檬酸口服（组2-4）处理小鼠。在内毒素给药之前给予治疗（LPS：200μg/ kg，腹膜内注射，0.1mL）。第五组只收到车辆，没有LPS（阴性对照）。在LPS或载体注射4小时后通过在麻醉下断头处对小鼠实施安乐死，然后取出每只小鼠的脑和肝用于分析[2]。
• 参考文献:

  [1]. Ying TH, et al. Citric acid induces cell-cycle arrest and apoptosis of human immortalized keratinocyte cell line (HaCaT) via caspase- and mitochondrial-dependent signaling pathways. Anticancer Res. 2013 Oct;33(10):4411-20.

  [2]. Abdel-Salam OM, et al. Citric acid effects on brain and liver oxidative stress in lipopolysaccharide-treated mice. J Med Food. 2014 May;17(5):588-98.

  [3]. Lacour B, et al. Stimulation by citric acid of calcium and phosphorus bioavailability in rats fed a calcium-rich diet. Miner Electrolyte Metab. 1997;23(2):79-87.

  [4]. Nagai R, et al. Citric acid inhibits development of cataracts, proteinuria and ketosis in streptozotocin (type 1) diabetic rats. Biochem Biophys Res Commun. 2010 Feb 26;393(1):118-22.

柠檬酸物理化学性质

• 密度: 1.8±0.1 g/cm3
• 沸点: 309.6±42.0 °C at 760 mmHg
• 熔点: 153-159 °C(lit.)
• 分子式: C₆H₈O₇
• 分子量: 192.124
• 闪点: 155.2±24.4 °C
• 精确质量: 192.027008
• PSA: 132.13000
• LogP: -1.72
• 外观性状: 白色结晶粉末
• 蒸汽压: 0.0±1.5 mmHg at 25°C
• 折射率: 1.575
• 储存条件:

  1.本品密封阴凉干燥保存。远离火种、热源、禁止露天堆放，严格防水、防潮、防晒。

  2.用编织袋内衬塑料袋包装，也可用牛皮纸袋包装，每袋净重25kg。密封保存，贮运中要防热防潮。按; 一般化学品规定贮运。

• 稳定性:

  1.白色半透明晶体或粉末。无气味，味酸，从冷的溶液中结晶出来的柠檬酸含有1分子水，在干燥空气中或加热至40-50℃成无水物。在潮湿空气中微有潮解性。75℃时变软，100℃时熔融，易溶于水和乙醇，溶于乙醚。可燃。不溶于氯仿、苯等有机溶剂。水溶液呈酸性。柠檬酸是强有机酸，对碳钢有强腐蚀作用，但对不锈钢无腐蚀。遇强氧化剂（如高锰酸钾）可被氧化生成草酸；与氢氧化钾熔融时，分解为草酸及乙酸。

  2.本品无毒。

  3. 存在于烤烟烟叶、白肋烟烟叶中。

  4. 存在于柠檬、柑橘等许多天然植物中。

  5. 是强的有机酸。

  6. 有两种形式：从热水中结晶得无水物，从冷水溶液中结晶得一水物。一水物在干燥空气中可失水。

• 水溶解性: 750 g/L (20 ºC)
• 分子结构:

  1、 摩尔折射率：36.04

  2、 摩尔体积（cm³/mol）：109.0

  3、 等张比容（90.2K）：348.0

  4、 表面张力（dyne/cm）：103.9

  5、 极化率（10^-24cm³）：14.28

• 计算化学:

  1.疏水参数计算参考值（XlogP）:无

  2.氢键供体数量:4

  3.氢键受体数量:7

  4.可旋转化学键数量:5

  5.互变异构体数量:无

  6.拓扑分子极性表面积132

  7.重原子数量:13

  8.表面电荷:0

  9.复杂度:227

  10.同位素原子数量:0

  11.确定原子立构中心数量:0

  12.不确定原子立构中心数量:0

  13.确定化学键立构中心数量:0

  14.不确定化学键立构中心数量:0

  15.共价键单元数量:1

• 更多:

  1. 性状：白色半透明晶体或粉末，具有令人愉快的酸味。

  2. 密度（g/mL,25/4℃）：1.665（无水物）

  3. 相对密度（20℃，4℃）：1.665

  4. 熔点（ºC）：153（无水物）

  5. 晶相相标准燃烧热(焓)(kJ·mol^-1)：-1960.6

  6. 晶相标准声称热(焓)( kJ·mol^-1)：-1543.8

  7. 折射率：1.493～1.509

  8. 比旋光度（º）：不确定

  9. 自燃点或引燃温度（ºC）：不确定

  10.蒸气压（kPa,25ºC）：不确定

  11. 饱和蒸气压（kPa,60ºC）：不确定

  12. 燃烧热（KJ/mol）：不确定

  13. 临界温度（ºC）：不确定

  14. 临界压力（KPa）：不确定

  15. 油水（辛醇/水）分配系数的对数值：不确定

  16. 爆炸上限（%,V/V）：不确定

  17. 爆炸下限（%,V/V）：不确定

  18. 溶解性：易溶于水和乙醇，溶于乙醚。

  19. 闪点（ºC）：100

柠檬酸MSDS

第一部分：化学品名称

• 化学品中文名称: 柠檬酸；2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸
• 化学品英文名称: citric acid；2-hydroxy-1,2,3-propanetricarboxylic acid
• CAS No.: 77-92-9
• 分子式: C₆H₈O₇
• 分子量: 192.14

第二部分：成分/组成信息

化学品名称：柠檬酸；2-羟基丙烷-1,2,3-三羧酸

• 有害物成分: 无资料
• 含量: 无资料
• CAS No.: 无资料

第三部分：危险性概述

• 侵入途径: 无资料
• 健康危害: 具刺激作用。在工业使用中，接触者可能引起湿疹。
• 环境危害: 无资料
• 燃爆危险: 本品可燃，具刺激性。

第四部分：急救措施

• 皮肤接触: 脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗。
• 眼睛接触: 提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。
• 吸入: 脱离现场至空气新鲜处。
• 食入: 饮足量温水，催吐。就医。

第五部分：消防措施

• 危险特性: 粉体与空气可形成爆炸性混合物。遇明火、高热或与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险。
• 有害燃烧产物: 一氧化碳、二氧化碳。
• 灭火方法及灭火剂: 灭火剂：雾状水、泡沫、干粉、二氧化碳、砂土。
• 消防员的个体防护: 消防人员须佩戴防毒面具、穿全身消防服，在上风向灭火。
• 禁止使用的灭火剂: 无资料
• 闪点(℃): 100
• 自燃温度(℃): 1010(粉末)
• 爆炸下限[%(V/V)]: 无资料
• 爆炸上限[%(V/V)]: 8.0(65℃)

第六部分：泄漏应急处理

• 应急处理: 隔离泄漏污染区，限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴防尘口罩，穿一般作业工作服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏：避免扬尘，小心扫起，置于袋中转移至安全场所。大量泄漏：收集回收或运至废物处理场所处置。

第七部分：操作处置与储存

• 操作注意事项: 密闭操作，局部排风。防止粉尘释放到车间空气中。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜，穿防毒物渗透工作服，戴橡胶手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。避免产生粉尘。避免与氧化剂、还原剂、碱类接触。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。
• 储存注意事项: 储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。防止阳光直射。包装密封。应与氧化剂、还原剂、碱类分开存放，切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。

第八部分：接触控制/个体防护

• 最高容许浓度: 无资料
• 监测方法: 无资料
• 工程控制: 密闭操作，局部排风。
• 呼吸系统防护: 空气中粉尘浓度超标时，必须佩戴自吸过滤式防尘口罩。紧急事态抢救或撤离时，应该佩戴空气呼吸器。
• 眼睛防护: 戴化学安全防护眼镜。
• 身体防护: 穿防毒物渗透工作服。
• 手防护: 戴橡胶手套。
• 其他防护: 工作场所禁止吸烟、进食和饮水，饭前要洗手。工作完毕，淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。

第九部分：理化特性

• 外观与性状: 白色结晶粉末，无臭。
• 熔点(℃): 153
• 沸点(℃): 无资料
• 相对密度(水=1): 无资料
• 相对蒸气密度(空气=1): 1.6650
• 闪点(℃): 100
• 引燃温度(℃): 1010(粉末)
• 爆炸上限%(V/V): 8.0(65℃)
• 爆炸下限%(V/V): 无资料
• 分子式: C₆H₈O₇
• 分子量: 192.14
• 溶解性: 溶于水、乙醇、乙醚，不溶于苯，微溶于氯仿。
• 主要用途: 用于香料或作为饮料的酸化剂，在食品和医学上用作多价螯合剂，也是化学中间体。

第十部分：稳定性和反应活性

• 稳定性: 在常温常压下
• 禁配物: 氧化剂、还原剂、碱类。
• 避免接触的条件: 无资料
• 聚合危害: 无资料
• 分解产物: 无资料

第十一部分：毒理学资料

• 急性毒性: LD50：6730 mg/kg(大鼠经口) LC50：无资料
• 急性中毒: 无资料
• 慢性中毒: 无资料
• 刺激性: 家兔经皮：500mg/24小时，轻度刺激。家兔经眼： 750μg/24小时，重度刺激。

第十二部分：生态学资料

• 生态毒理毒性: 无资料
• 生物降解性: 无资料
• 非生物降解性: 无资料

第十三部分：废弃处置

• 废弃物性质: 无资料
• 废弃处置方法: 建议用控制焚烧法或安全掩埋法处置。在能利用的地方重复使用容器或在规定场所掩埋。
• 废弃注意事项: 无资料

第十四部分：运输信息

• 运输注意事项: 起运时包装要完整，装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与氧化剂、还原剂、碱类、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。装运本品的车辆排气管须有阻火装置。中途停留时应远离火种、热源。车辆运输完毕应进行彻底清扫。公路运输时要按规定路线行驶。

第十五部分：法规信息

• 国内化学品安全管理法规: 化学危险物品安全管理条例 (1987年2月17日国务院发布)，化学危险物品安全管理条例实施细则 (化劳发[1992] 677号)，工作场所安全使用化学品规定 ([1996]劳部发423号)等法规，针对化学危险品的安全使用、生产、储存、运输、装卸等方面均作了相应规定。

第十六部分：其他信息

• 填表时间: 2005年1月16日
• 填表部门: 无资料
• 数据审核单位: 无资料
• 修改说明: 无资料
• MSDS修改日期: 1900年1月1日

柠檬酸毒性和生态

柠檬酸毒理学数据:

1、急性毒性

大鼠口径LD50:3 mg/kg；大鼠腹腔LD50:290 mg/kg；

大鼠皮下LD50:5500 mg/kg；

小鼠口径LC50:5040 mg/kg；小鼠腹腔LC50:903 mg/kg；

小鼠皮下LC50:2700 mg/kg；小鼠静脉LC50:42 mg/kg；

兔子口径LD50:7mg/kg；兔子静脉LD50:330mg/kg；

2、神经毒性

兔子皮肤试验：500mg/24H; 兔子眼睛试验：750 ug/24HREACTION;

柠檬酸生态学数据:

柠檬酸浓溶液对黏膜有刺激作用。

柠檬酸安全信息

• 符号: GHS07
• 信号词: Warning
• 危害声明: H319
• 警示性声明: P280-P305 + P351 + P338-P337 + P313
• 个人防护装备: dust mask type N95 (US);Eyeshields;Gloves
• 危害码 (欧洲): Xi:Irritant
• 风险声明 (欧洲): R36/37/38
• 安全声明 (欧洲): S26-S39-S37/39-S24/25-S36/37/39-S45
• 危险品运输编码: UN 1789 8/PG 3
• WGK德国: 1
• RTECS号: GE7350000
• 海关编码: 2918140000

柠檬酸制备

1.本品主要采用发酵法生产，其原料可用糖蜜、蔗糖、甘薯和石油烃等碳水化合物。一般采用真菌为菌种发酵生产，按发酵方式可分为表面发酵和深层发酵两大类，表面发酵是早期的生产方法，用某些青霉菌或黑曲霉菌为菌种；深层发酵法亦以黑曲霉菌为菌种，发酵过程中生成小球形的丝菌聚集体，应避免生成长而薄的丝菌体，发酵条件为pH值1.5-2.8，同时需通入无菌空气并伴随搅拌，发酵完毕过滤除去丝菌体及残存的固体渣滓，滤液用碳酸钙中和获得柠檬酸钙，然后用浓硫酸中和得柠檬酸粗品，再经离子交换树脂精制、浓缩和结晶得到成品。以深层发酵法为主，约占发酵法产量的80%。
工艺流程：
（1）菌种培养 柠檬酸工业生产的菌种主要有黑曲霉和解脂假丝酵母等，前者是现在工业是应用最有竞争力的菌种。 1、黑曲霉的培养 向密度为1.036g每平方立米左右的麦汁内加入25%-30%的琼脂，然后接入黑曲霉菌种，在31℃左右培养4d。将麸皮、水以1：1的比例掺拌，加入10%碳酸钙、0.5%的硫酸铵，拌匀后装入250ml的三角瓶中，用981×1.5KPa压力灭菌60min,接入上述已培养的菌种，培养96-120h即可使用。 2、解脂假丝酵母培养 该酵母一般都是从含有动植物油或矿物油的材料中分离出来的，经富集培养、平板分离培养，所得培养基经常规摇瓶方法初筛，可得培养基，再经诱导有种，制得用于工业发酵的解脂假丝酵母。这种酵母可由烷烃发酵生产柠檬酸，也可由糖类发酵生产柠檬酸。 （2）发酵工艺 目前生产柠檬酸主要有以下3种方法。 1、表面发酵法 此法又称浅层发酵法，其理想原料为甜菜糖蜜。将原料糖蜜先送入煮沸锅内加等体积水煮沸15-30min，依次加黄血盐和EDTA二钠盐煮沸灭菌，再用无菌水配成含糖蜜12%-16%的发酵培养基液。加入适量的硫酸铵、磷酸二氢钾作为氮源和营养盐；将培养基液在45-50℃下送入发酵室内装入浅底的铝盘或不锈钢盘中，液层厚度为1.5-2.5cm。按75mg每平方立米干孢子接入黑曲霉干孢，在温度为35℃、pH＜下发酵6-12d，而得柠檬成品。糖蜜（40%-50%）消耗定额3 t/t。 2、固体表面发酵工艺将果渣晾干、粉碎后，每100kg干渣加入碳酸钙2kg碳酸铵0.7kg在蒸锅内常压下蒸料90min，杀死杂菌及使原料中淀粉糊化；将蒸好的物料摊晾到37 ℃以下，立即补水接种，种曲用量为干渣质量的0.2%-0.3%。将物料装入曲盘中，装料厚度为6-8cm，曲盘材料可为木质、铁质或铝质，盘底最好是假底或多孔筛板，以利通气。将曲盘送进曲房，在38-43℃下发酵80h，用80℃热水将发酵物中的柠檬酸浸出后，经过滤、中和、酸解、脱色、浓缩、结晶等步骤制得柠檬酸成品。 3、深层发酵法 先在发酵罐内配制含量为18%-20%的山芋粉悬浮液，加入α淀粉酶液化，然后于110-115℃保温灭菌，冷却后接入黑曲霉菌种，在35℃恒温下通气发酵60-70h，发酵液pH值为2。产酸含量为12%-15%，终点时发酵液含糖小于1%。营养物可加入0.2%的无机铵盐，发酵罐为不锈钢或内壁涂以环气树脂的碳钢罐，内设有多层涡轮搅拌器，其转速为50-100r/min，发酵液经板框过滤机或真空转鼓过渡机除去菌丝体及固形物，滤液用含量为40%-50%氢氧化钙水溶液中和生成柠檬酸沉淀。经过滤后，用20%的稀硫酸酸解制得柠檬酸水溶液，酸解温度为70-80℃柠檬酸水溶液经活性炭脱色，离子交换除去金属、硫酸根、氯根等杂质后，进入双效蒸发器浓缩，蒸发温度50-65℃，真空度79.98-93.31kpa ,出料含量70%-80%。浓缩液经冷却、结晶、离心及干燥后制得柠檬酸成品。 消耗定额：山芋粉2.3t/t,α淀粉酶6kg/t,工业硫酸（98%）1.05t/t,碳酸钙（98%）1200 kg/t，盐酸（32%）500kg/t，电1200KW·h/t,蒸汽5t/t,水陆联运。4.5t/t。 （3）柠檬酸的提取经发酵所得的发酵酸，经过滤出菌体、残渣，再经加石灰乳中和、碳酸钙过滤而得碳酸钙盐；然后加硫酸酸解、过滤而得粗酸液；再经净化，通过吸附脱色和离子交换树脂交换，除去前述溶液中酸含有的色素和胶体物质，其中有铁、钙、铜和镁等多种金属阳离子，以及硫酸根等杂质；然后经浓缩到柠檬酸含量20%-25%，通过在沸腾状态下迅速蒸发，浓缩到70%以上，即可进行结晶。其中中和与酸解两步反应为中和：由柠檬酸与钙或钙碱（石灰乳）反应制得柠檬酸钙。酸解：由中和所得柠檬酸钙用硫酸酸解，可得柠檬酸。 结晶：不仅要求产品纯度高、回收率高，而且对产品的晶形、晶粒度也有严格要求，这是影响成品质量的关键环节之一。结晶的方法有一水柠檬酸结晶法和无水柠檬酸结晶法。 ①一水柠檬酸结晶法 当浓缩液含量约达80%、温度达55℃时，已呈过饱和状态，然后将其放入结晶器中，开动搅拌，任其自然冷却，当温度到40℃以下时，可以刺激起晶或添加晶种，冷却，控制温度不超过36℃，以保证柠檬酸以一水柠檬酸形式析出，如超过36.6℃则会结晶出无水柠檬酸。当结晶体系温度到10℃以下，结晶工序即可结束，整个结晶时间约为10h。再经过干燥即产品一水柠檬酸。 ②无水物柠檬酸结晶法 生产无水物柠檬酸结晶，要求温度较高，不能用冷却结晶器。无水柠檬酸生产用的蒸发式结晶器，必须在真空下操作，因为操作温度不得超过60℃ ；溶液在100℃下浓缩到含柠檬酸83%，即可停止加热，当冷却到46℃左右，经加入晶种，可维持温度在40-45℃，最终降温到38℃，结晶完毕。再以低速（50-60r/min)开动离心机，将晶种用喷洒洗涤水洗涤；再经烘房干燥，而得无水柠檬酸成品。 发酵液中添加钙、镁、钠、钾等金属离子，可提高柠檬酸产量10%，添加氨基酸可增加60%-80%。 （四） 直接结晶法　如果发酵得到的是高纯度和近于无色的柠檬酸水溶液，则在上述步骤中过滤分离硫酸钙，但从最后母液中回收柠檬酸仍需要使用沉淀法。 4. 烟草：FC，38， 50， 54；BU，39。

柠檬酸海关

• 海关编码: 2918140000

柠檬酸英文别名

• 3'-hydroxybiphenyl-3-carboxylic acid
• MFCD00163176
• 3-hydroxy-3-carboxy-pentanedioic acid
• 3'-hydroxy-3-biphenylcarboxylic acid
• Citric acid
• EINECS 201-069-1